第17講水的電離（教師版）-選修4

第17講水的電離第17講水的電離知識導(dǎo)航知識導(dǎo)航課前引入弱電解質(zhì)包括哪些？弱電解質(zhì)包括哪些？弱電解質(zhì)均存在電離平衡，那水的電離是怎樣的？知識精講知識精講一、水的電離電離方程式：?，簡寫為?。二、水的離子積1．表達(dá)式：Kw=c(H+)·c(OH-)2．影響因素補充說明①①Kw只受溫度的影響，與溶液的酸堿性無關(guān)；②Kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)水溶液。③注意區(qū)分溶液中的c(H+)、由水電離產(chǎn)生的c(H+)。（前者指）④任何溶液中，由水電離產(chǎn)生的c(H+)＝由水電離產(chǎn)生的c(OH-)。三、水的電離平衡的影響因素水的電離方程式為：??水的電離程度通入HCl(g)通入氨氣(s)加入NaHSO4(s)總結(jié)歸納——水的電離平衡的影響因素1.1.溫度升高，促進(jìn)水的電離，Kw增大；2.酸、堿抑制水的電離，Kw不變；3.外加能與H+、OH-反應(yīng)的物質(zhì)，會促進(jìn)水的電離，Kw不變。對點訓(xùn)練對點訓(xùn)練題型一：水的電離【例1】下列有關(guān)“水”的說法正確的是A．水是強電解質(zhì)B．氫氧兩種元素只能組成水C．水的電子式可表示為：D．水的電離方程式可表示為：【答案】D【詳解】A．水是弱電解質(zhì)，故A錯誤；B．氫氧兩種元素能組成水、過氧化氫，故B錯誤；C．水是共價化合物，電子式可表示為，故C錯誤；D．水是弱電解質(zhì)，電離方程式可表示為，故D正確；選D。題型二：水的離子積【變2-2】下表是不同溫度下水的離子積數(shù)據(jù)：溫度/℃25t1t2水的離子積常數(shù)1×10-14Kw1×10-12試回答下列問題：（1）若25<t1<t2，則Kw_____(填“>”“<”或“=”=1×10-14，做出此判斷的理由是_____。（2）在t1℃時，測得純水中的c(H＋)=2.4×10-7mol·L-1，則c(OH-)為_____。該溫度下，測得某H2SO4溶液中c()=5×10-6mol·L-1，該溶液中c(OH-)=_____mol·L-1?！敬鸢浮浚?）>水的電離是吸熱過程，升高溫度，平衡向電離方向移動，c(H＋)增大，c(OH-)增大，Kw=c(H＋)·c(OH-)，Kw增大（2）2.4×10-7mol·L-15.76×10-9【分析】（1）水是弱電解質(zhì)，存在電離平衡，電離吸熱，所以溫度升高，水的電離程度增大，離子積增大，故答案為：＞；水的電離是吸熱過程，升高溫度，平衡向電離方向移動，c(H＋)增大，c(OH-)增大，Kw=c(H＋)·c(OH-)，Kw增大；（2）水電離出的氫離子濃度和氫氧根離子濃度相同，某溫度下純水中的c(H＋)=2.4×10-7mol·L-1，則此時純水中的c(OH-)=2.4×10-7mol·L-1，Kw=2.4×10-7×2.4×10-7=5.76×10-14，該溫度下，某H2SO4溶液中c()=5×10-6mol·L-1，則溶液中氫離子濃度是1×10-5mol·L-1，c(OH-)=mol·L-1=5.76×10-9mol·L-1，故答案為：2.4×10-7mol·L-1；5.76×10-9。題型三：由水電離出的H+/OH-【例3】常溫下，0.1mol·L-1的NaOH溶液中由水電離出的OH-的物質(zhì)的量濃度為A．0.1mol·L-1 B．1.0×10-13mol·L-1C．1.0×10-7mol·L-1 D．無法確定【答案】B【詳解】NaOH為強堿，在水溶液中完全電離為Na＋和OH-，水電離出的OH-很少，可以忽略不計，所以0.1mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1，則由水電離出的c水(OH-)=c水(H＋)=mol·L-1=1.0×10-13mol·L-1。。答案選B。【變4-1】室溫下，在由水電離產(chǎn)生的H+濃度為1×10-13mol·L-1的溶液中，一定能大量共存的離子組是①K+、Cl-、NO、S2-②K+、Fe2+、I-、SO③Na+、Cl-、NO、SO④Na+、Ca2+、Cl-、HCO⑤K+、Ba2+、Cl-、NOA．③⑤ B．①③⑤ C．①③ D．②④⑤【答案】A【分析】室溫下，由水電離產(chǎn)生的H+濃度為1×10-13mol·L-1的溶液中，水的電離受到抑制，該溶液為酸或堿溶液?！驹斀狻竣僭谒嵝匀芤褐校琀+、NO、S2-之間能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不能大量共存，故①不選；②在堿性溶液中，F(xiàn)e2+與氫氧根離子能夠反應(yīng)生成沉淀，不能大量共存，故②不選；③無論酸或堿溶液中，該組離子之間都不反應(yīng)，能大量共存，故③選；④HCO既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，一定不能大量共存，故④不選；⑤無論酸或堿溶液中，該組離子之間都不反應(yīng)，能大量共存，故⑤選；一定能大量共存的離子組是③⑤，故選A。題型四：水的電離平衡【例5】純水中存在電離平衡：。下列采取的措施中，能促進(jìn)水的電離的是A．適當(dāng)加熱 B．加入幾滴濃鹽酸C．加入少量NaOH D．加入少量NaCl【答案】A【詳解】A．水的電離是吸熱反應(yīng)，故升高溫度，平衡正向移動，能促進(jìn)水的電離，A正確；B．，加入幾滴濃鹽酸，氫離子濃度增大，平衡逆向移動，抑制水的電離，B錯誤；C．，加入少量NaOH，氫氧根離子濃度增大，平衡逆向移動，抑制水的電離，C錯誤；D．加入少量NaCl對水的電離沒有影響，D錯誤；答案選A。【例6】25℃時，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液：①NaCl溶液②NaOH溶液③溶液，其中水的電離程度按由大到小順序排列的一組是A．③>②>① B．②>③>① C．①>②>③ D．③>①>②【答案】C【詳解】抑制水的電離，NaCl不影響水的電離平衡，為二元強酸，電離產(chǎn)生的大于NaOH電離產(chǎn)生的，對水的抑制程度更大，故水的電離程度按由大到小的順序為①>②>③，故答案為：C。題型五：水的電離綜合【例7】在水的電離平衡中，和的關(guān)系如圖所示：（1）A點水的離子積常數(shù)為，B點水的離子積常數(shù)為_______。造成水的離子積常數(shù)變化的原因是_______。（2）100℃時，若向水中滴加鹽酸，_______(填“能”或“不能”)使體系處于B點狀態(tài)，原因是_______。（3）100℃時，若鹽酸中，則由水電離產(chǎn)生的_______?！敬鸢浮浚?）1×10-12升高溫度（2）不能B點中c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性，向水中加入鹽酸會導(dǎo)致溶液呈酸性，不能使溶液呈中性（3）2×10-9mol/L【分析】（1）A點水的離子積常數(shù)為，B點水的離子積常數(shù)為Kw=c(H+)c(OH-)=10-6×10-6=1×10-12，平衡常數(shù)僅僅是溫度的函數(shù)，水的電離是個吸熱過程，升高溫度，Kw增大，故造成水的離子積常數(shù)變化的原因是升高溫度，故答案為：1×10-12；升高溫度；（2）100℃時，B點中c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性，向水中加入鹽酸會導(dǎo)致溶液呈酸性，不能使溶液呈中性，所以若向水中滴加鹽酸，不能使體系處于B點狀態(tài)

故答案為：不能；B點中c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性，向水中加入鹽酸會導(dǎo)致溶液呈酸性，不能使溶液呈中性；（3）100℃時，若鹽酸中，則溶液中c(OH-)==mol/L=c(OH-)水=(H+)水，則由水電離產(chǎn)生的2×10-9mol/L，故答案為：2×10-9mol/L；提分特訓(xùn)提分特訓(xùn)【題1】下列說法正確的是A．水的電離方程式為H2O=H++OH- B．升高溫度，水的電離程度增大C．NaOH溶液中不存在H+ D．HCl溶液中不存在OH-【答案】B【詳解】A．水是弱電解質(zhì)，部分電離，電離方程式為H2O?H++OH-，故A錯誤；B．水的電離屬于吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，水的電離程度變大，故B正確；C．任何水溶液中均存在水的電離，因此NaOH溶液中也存在H+，故C錯誤；D．任何水溶液中均存在水的電離，因此HCl溶液中也存在OH-，故D錯誤；故選B?！绢}2】與純水的電離相似，液氨中也存在著微弱的電離：2NH3NH4++NH2－，據(jù)此判斷，以下敘述錯誤的是()A．一定溫度下液氨中c(NH4+)·c(NH2－)是一個常數(shù)B．液氨中含有NH3、NH4+、NH2－等粒子C．液氨達(dá)到電離平衡時c(NH3)=c(NH4+)=c(NH2－)D．只要不加入其他物質(zhì)，液氨中c(NH4+)=c(NH2－)【答案】C【詳解】A選項，純水中氫離子濃度與氫氧根濃度乘積是個常數(shù)，同理一定溫度下液氨中c(NH4+)·c(NH2－)是一個常數(shù)，故A正確，不符合題意；B選項，液氨是部分電離，因此液氨中含有NH3、NH4+、NH2－等粒子，故B正確，不符合題意；C選項，液氨達(dá)到電離平衡，各離子濃度不變，不能說c(NH3)=c(NH4+)，故C錯誤，符合題意；D選項，液氨電離出NH4+、NH2－，只要不加入其他物質(zhì)，液氨中c(NH4+)=c(NH2－)，故D正確，不符合題意。綜上所述，答案為C?！绢}3】室溫下，在由水電離產(chǎn)生的H+濃度為1×10?13mol?L?1的溶液中，一定能大量共存的離子組是（

）A．K+、Al3+、、S2? B．K+、Fe2+、I－、C．Na+、Cl－、、 D．Na+、Ca2+、Cl－、【答案】C【分析】室溫下，在由水電離產(chǎn)生的H+濃度為1×10?13mol?L?1的溶液中，說明可能是酸溶液，也可能是堿溶液?！驹斀狻緼．Al3+與OH－反應(yīng)而不共存，故A不符合題意；B．H+、I－、發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不共存，F(xiàn)e2+與OH－反應(yīng)而不共存，故B不符合題意；C．Na+、Cl－、、與H+或OH－都共存，故C符合題意；D．與H+或OH－反應(yīng)而不共存，故D不符合題意。綜上所述，答案為C?！绢}4】在相同溫度下，0.01mol·L-1NaOH溶液和0.01mol·L-1的鹽酸相比，下列說法正確的是A．兩溶液中由水電離的c(H+)都是1.0×10-12mol·L-1B．NaOH溶液和鹽酸由水電離出c(OH-)分別為1.0×10-2mol·L-1、1.0×10-12mol·L-1C．兩溶液中由水電離出的c(H+)相等D．兩者都促進(jìn)了水的電離【答案】C【詳解】酸和堿的電離都會抑制水的電離，溫度相同則Kw相同，0.01mol/LNaOH溶液中水電離出的c(H+)水=mol/L，0.01mol/L的鹽酸溶液中水電離出的c(H+)水=c(OH-)水=mol/L，所以由水電離出的c(H+)相等，但由于溫度未知，所以無法確定具體值；綜上所述答案為C?！绢}5】某溫度下，Kw=10-12。(1)若保持溫度不變，向少量水中加入_______g的NaOH固體，并加水至1L，才能使溶液中水電離產(chǎn)生的H＋、OH-的濃度乘積即：c(H＋)水·c(OH-)水=10-26。(2)若保持溫度不變，向水中通入的HCl氣體恰好使溶液中c(H＋)/c(OH-)=1010，則此時水電離的c(OH-)=_______mol·L-1。(3)若保持溫度不變，某溶液中c(H＋)為1×10-7mol·L-1，則該溶液顯_______性(選填“酸”、“堿”或“中”)?！敬鸢浮?0010-11堿【詳解】(1)水溶液中水電離產(chǎn)生的H＋、OH-的濃度是相等的，當(dāng)c(H＋)水·c(OH-)水=10-26時，可知c(H＋)水=10-13mol·L-1，該溫度下，水的Kw=10-12，則溶液中的c(OH-)溶液=10mol·L-1，所以需向1L水中加入10mol的NaOH固體，其質(zhì)量為400g。(2)向水中通入HCl氣體，使溶液顯酸性，則溶液中的OH-都來源于水，由c(H＋)/c(OH-)=1010，c(H＋)c(OH-)=10-12，可計算出c(OH-)=10-11mol·L-1。(3)此溫度下Kw=10-12，c(H＋)為1×10-7mol·L-1，則溶液中的c(OH-)=1×10-5mol·L-1，c(OH-)>c(H＋)，則該溶液顯堿性?！绢}6】某學(xué)生為探究的影響因素，做了以下實驗。(1)查閱資料，不同溫度下水的離子積常數(shù)如表所示。01020254050901000.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5由此推出：隨著溫度的升高，的值_______(填“增大”“減小”或“不變”，下同)；水的電離程度_______；水的電離平衡向_______(填“左”或“右”)移動，水的電離過程是_______(填“吸熱”或“放熱”)過程。(2)取三只燒杯A、B、C，分別加入適量水，再向B、C燒杯中分別加入少量鹽酸和NaOH溶液，分析并填寫下表。A(純水)B(加少量鹽酸)C(加少量NaOH溶液)增大________增大和大小比較____水的電離平衡移動方向______________綜上所述，可得出如下結(jié)論：①溫度、_______、_______均能影響水的電離平衡。②只受_______的影響，而與其他因素?zé)o關(guān)?！敬鸢浮吭龃笤龃笥椅鼰釡p小減小><向左向左酸堿溫度【詳解】(1)由題目所給信息可知水的Kw與溫度成正比，升高溫度時，增大，由=c(OH-)c(H+)可知，和增大，水的電離程度增大，水的電離平衡向右移動，說明水的電離過程是吸熱的，故答案為：增大；增大；右；吸熱；(2)水溶液中加入少量NaOH溶液，增大，=c(OH-)c(H+)不變，則減小，>，平衡向左移動，水的電離程度減?。患尤肷倭葵}酸，增大，=c(OH-)c(H+)不變，則減小，<，平衡向左移動，，水的電離程度減??；故答案為：減?。粶p?。?gt;；<；向左；向左；；；①綜上所述，可得出結(jié)論：溫度、酸、堿均能影響水的電離平衡，故答案為：酸；堿；②只受溫度的影響，而與其他因素?zé)o關(guān)，故答案為：溫度。提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】下列有關(guān)水的電離的敘述正確的是（）A．水的電離方程式為B．溫度相同時，純水的電離平衡常數(shù)C．實驗證明多次純化的水仍具有導(dǎo)電性D．溫度相同時，純水的與酸溶液的不相同【答案】C【詳解】A．水是極弱的電解質(zhì)，其電離方程式為，故A項錯誤。B．，，兩者不相等，故B項錯誤。C．水能電離出自由移動的、，所以多次純化的水仍具有導(dǎo)電性，故C項正確。D．只與溫度有關(guān)，溫度相同時，純水、酸溶液的相同，故D項錯誤。故選C?！揪?】室溫下，某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=10-10mol·L-1，該溶液的溶質(zhì)不可能是()A．H2SO4B．NaClC．HClD．Ba(OH)2【答案】B【詳解】室溫下，純水中水電離產(chǎn)生H+的濃度c(H+)=10-7mol·L-1，現(xiàn)在某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=10-10mol·L-1＜10-7mol·L-1，說明水的電離受到了抑制，該溶液可能顯酸性，也可能顯堿性。H2SO4、HCl溶液顯酸性，而Ba(OH)2溶液顯堿性，這三種物質(zhì)都會抑制水的電離，溶液中可能存在這些物質(zhì)，而NaCl是強酸強堿鹽，對水電離平衡移動無影響，故該溶液的溶質(zhì)不可能是NaCl，故合理選項是B。【練3】室溫下，若溶液中由水電離產(chǎn)生的c(OH?)=1×10—13mol·L—1，滿足此條件的溶液中一定可以大量共存的離子組是A．Al3＋、Na＋、NO、Cl— B．K＋、Na＋、Cl—、NOC．K＋、Na＋、Cl—、AlO D．K＋、NH、SO、NO【答案】B【分析】水電離產(chǎn)生的c(OH?)=1×10—13mol·L—1的溶液可能為酸溶液，也可能為堿溶液?！驹斀狻緼．在堿溶液中，鋁離子與氫氧根離子反應(yīng)，不能大量共存，故A錯誤；B．無論是在酸溶液中，還是在堿溶液中，K＋、Na＋、Cl—、NO都不發(fā)生任何反應(yīng)，在溶液中一定可以大量共存，故B正確；C．在酸溶液中，偏鋁酸根離子與氫離子反應(yīng)，不能大量共存，故C錯誤；D．在堿溶液中，銨根離子與氫氧根離子反應(yīng)，不能大量共存，故D錯誤；故選B?！揪?】水的離子積常數(shù)(1)水的電離平衡常數(shù)表達(dá)式為_______．(2)水的離子積常數(shù)表達(dá)式為_______．(3)及影響因素①25℃時，_______．②水的電離是的可逆過程，故溫度升高_(dá)______．③水的離子積常數(shù)只受_______的影響，與、的變化無關(guān)．【答案】吸熱增大【練5】某溫度下，純水的c(H+)為2×10-7mol?L-1，則此時c(OH-)為___mol?L-1，若溫度不變，滴入稀H2SO4使c(H+)=5×10-4mol?L-1，則由水電離出的c(OH-)為___mol?L-1，此時溫度___(填“高于”、“低于”或“等于”)25℃?！敬鸢浮?×10-78×10-11高于【詳解】某溫度下，純水的c(H+)為2×10-7mol?L-1，由于純水顯中性，氫離子濃度等于氫氧根離子濃度，則此時c(OH-)為2×10-7mol?L-1，該溫度下水的離子積常數(shù)是2×10-7×2×10-7＝4×10-14＞1×10-14，所以此時溫度高于25℃。若溫度不變，滴入稀H2SO4使c(H+)=5×10-4mol?L-1，則溶液中氫氧根離子濃度是，硫酸抑制水的電離，因此由水電離出的c(OH-)就是溶液中的氫氧根離子，為8×10-11mol?L-1?！揪?】已知水的電離平衡曲線如圖所示，試回答下列問題：（1）圖